CN109455828B - 一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，技术流程包括：（1）微生物发酵液的制备；（2）固定化微生物的制备；（3）固定化微生物诱导培养；（4）驯化培养；（5）养殖废水处理。本发明构建出多种微生物共生体系，这些微生物能够协同作用，有效降解畜禽养殖废水中的有机物、氮、磷以及重金属污染物；采用复合包埋材料对微生物进行固定，形成独特的微环境对外界侵害产生良好的屏蔽作用，通过诱导培养、驯化培养进一步提高固定化微生物对养殖废水的抵抗性和耐受性，应用于废水处理系统，使用周期内稳定性较高且对畜禽养殖废水有良好的降解效果，为固定化微生物在废水处理中的实际应用奠定了基础。
Description
技术领域
本发明属于环保废水处理技术领域，具体涉及一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法。
背景技术
近年来，随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对畜禽产品如肉、蛋、奶等的需求量逐渐增加，使得我国的规模化、集约化畜禽养殖业蓬勃发展，我国的畜禽生产水平也得到了很大提高，但同时也引起了严重的环境污染问题。据调查显示，畜禽养殖业排放的化学需氧量（COD）达到 1268.26万吨，占全国 COD 排放总量的41.9%，氮和磷的排放量分别为102.48万吨和16.04万吨，分别占全国氮和磷排放总量的21.7%和37.9%，畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活垃圾污染后的第三大污染源，解决畜禽养殖污染问题已刻不容缓。
畜禽养殖主要包括猪、牛、羊、马、鸡、鸭、鹅等，畜禽养殖废水主要由畜禽粪便、尿液、栏舍冲洗水和部分生活污水组成，属于高有机物浓度、高氮、磷含量和高有害微生物数量的“三高”废水。而高密度的养殖环境为传染病的发生和流行提供了条件，一旦疫病侵入，就会传播蔓延，造成巨大的经济损失。因此，铜、锌等重金属元素及抗生素也被广泛用于畜禽养殖，虽然在预防和治疗疾病、促进动物生长以及提高饲料利用效率等方面发挥了重要作用，但也给环境带来了很多负面影响。由于重金属元素和抗生素在畜禽体内利用率较低，大部分会以原形或其代谢产物形式随畜禽粪尿一起排入水环境中，导致养殖场废水中除常规污染物外，还含有重金属、抗生素等多种污染物，对周围水体、大气、土壤造成严重污染，并且危及人体健康。畜禽养殖废水进入水体后，使水体富营养化，滋生大量的病原微生物，还会产生氨气、硫化氢等有毒气体，不仅使水体发黑变臭，还会诱发人体各种呼吸道疾病和炎症；进入土壤后，废水经分解会产生亚硝酸盐类，可能导致土壤空隙堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化，严重影响土壤质量和农作物生长，废水中含有的重金属元素、病原微生物、寄生虫及虫卵等会污染土壤农作物，并且通过食物链进入人体，引发疾病。
目前，畜禽养殖废水的处理方式主要包括生态化处理和工业化处理。生态化处理方式是指利用天然水体和土壤中的微生物来处理废水的方法，主要有氧化塘和人工湿地等。氧化塘主要用来降低水体的污染物含量，同时提高溶解氧的含量，并适当除去水中的氮和磷，减轻水体富营养化的程度；人工湿地可通过沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化，以及植物吸收等途径除去废水中的悬浮物、有机物、重金属等杂质。生态化处理方式的优点在于前期投资小、操作简单、运行费用低，缺点是占地面积大，处理效果受季节、地理环境影响显著，停留时间长，并且如果处理不当，就会造成污染物的释放而形成新的污染。工业化处理方式是指通过人工调整运行参数维持适宜的生长环境，使得污水处理微生物大量生长繁殖，从而提高处理效果，减少水力停留时间，逐渐成为畜禽养殖废水处理的主要选择。畜禽养殖废水的工业化处理系统包括厌氧处理系统、间歇好氧处理系统、好氧处理系统这三类，但是单独采用某一种处理系统往往无法达到较好的处理效果，而采用厌氧-好氧联合处理工艺是目前公认的最经济、高效的方法。
固定化微生物技术是生物工程领域中一项新兴的技术，该技术是通过化学或物理手段，将游离的微生物固定在载体上，保持微生物的活性，使微生物在适宜条件下能够快速、大量增殖。20世纪80年代初，国内外开始了关于利用固定化微生物技术来处理工业废水和分解有机污染物的研究，并取得了显著进展。与游离微生物处理废水相比，固定化微生物处理具有更好的优势，首先固定化技术使微生物不易流失，反应更容易控制，还能够大幅度提高参加反应的微生物浓度；其次固定化微生物与反应物作用时间长，同时固定化载体对外界侵害产生良好的屏蔽作用，能提高微生物的耐受性；第三固液分离容易，二次污染少，可被多次利用。
畜禽养殖废水是一个十分复杂的混合体系，目前规模化养殖废水处理中人们主要考虑对常规污染指标如化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总氮（TN）和总磷（TP）等的削减和控制，而极少关注养殖废水中的重金属、抗生素等其他污染物的去除。在现有的关于工业化处理养殖废水的报道中，经厌氧系统处理后能去除大部分有机物和悬浮物，但是在好氧处理过程中存在着总氮和总磷去除率不够高，处理效果不理想的问题。此外，要实现固定化微生物处理畜禽养殖废水的规模化，还需考虑固定化载体的稳定性、传质性能、机械强度、使用寿命、成本等诸多因素。
发明内容
针对现有畜禽养殖废水处理技术中存在的问题，本发明提供了一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，不仅能提高废水中有机物、总氮、总磷以及重金属污染物的降解率，还能在较长时间内保持微生物高效的降解效果，具有很高的应用价值。
本发明的技术方案概述如下：
一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，该方法的技术流程如下：
（1）微生物发酵液的制备：将粪产碱杆菌、施氏假单胞菌、凝结芽孢杆菌、皮特不动杆菌和产黄青霉的种子液按照3:3:2:2:5的比例混合，然后将混合种子液接入发酵培养基中，接种量为10-15%，发酵罐参数设置为装料系数50-60%，通气量0.8-1.2VVM，转速160-200r/min，温度28-32℃，发酵培养60-72h；
（2）固定化微生物的制备：微生物发酵液用转速为7500r/min的离心机离心15min收集菌体再重悬于蒸馏水中，然后与复合包埋材料以1:20的体积比充分混合，缓慢滴入饱和硼酸和3%氯化钙溶液中交联，形成固定化微生物凝胶球，放入4℃冰箱中固定24h，取出凝胶球用9%NaCl 溶液清洗后，再用蒸馏水洗涤2-3次备用；
（3）固定化微生物诱导培养：把制备好的固定化微生物凝胶球装入三颈烧瓶中，加入占烧瓶体积40%的诱导培养基，通入净化空气在温度28-32℃的条件下培养48h，在培养期间间歇性向烧瓶中通入高纯氢气；
（4）驯化培养：向驯化反应器中加入养殖废水，并加入经过诱导培养的固定化微生物凝胶球，驯化反应器曝气量设置为保持水中溶解氧含量在2.5-3.5mg/L，驯化时间为36-48h，驯化温度为28-32℃；
（5）养殖废水处理：将驯化好的固定化微生物凝胶球投入SBR间歇好氧处理系统的反应器中，投入量为反应器有效体积的20%，运行时温度设置为25-35℃，运行周期设置为12h，运行程序设置为进水30min，曝气反应8h，静置3h，出水30min，对处理后的养殖废水进行相关指标测定。
所述步骤（1）中，粪产碱杆菌、施氏假单胞菌和皮特不动杆菌种子液的培养方法为：采用平板涂布法将这三种微生物的菌种接种于营养琼脂培养基上，30℃恒温培养48-72h，挑取在平板上生长良好的单菌落，无菌操作条件下接种到营养肉汤培养基中，于30℃、160r/min摇床振荡培养48h。
所述步骤（1）中，凝结芽孢杆菌种子液的培养方法为：采用平板涂布法将凝结芽孢杆菌的菌种接种于LB固体培养基上，35℃恒温培养48-72h，挑取在平板上生长良好的单菌落，无菌操作条件下接种到LB液体培养基中，于35℃、180r/min摇床振荡培养24h。
所述步骤（1）中，产黄青霉种子液的培养方法为：采用平板涂布法将产黄青霉的菌种接种于PDA培养基上，28℃恒温培养4-6d，用无菌生理盐水洗下孢子，振荡均匀，形成孢子悬浮液，按照5%的接种量接入PDB培养基中，于28℃、150r/min摇床振荡培养72h。
所述步骤（1）中，发酵培养基的成分为：麸皮24-30g/L，糖蜜11-15g/L，酵母粉4-6g/L，（NH4）2SO4 3-5g/L，NaCl 8.5-9.3g/L，KNO3 4.3-4.7g/L，K2HPO4 0.4-0.6g/L，KH2PO4 1.5-1.9g/L，MgSO4·7H2O1.2-1.4g/L，CaCl2 0.4-0.5g/L，CoCl2·6H2O 3.5-4.0mg/L，FeSO4·7H2O 5.2-5.6mg/L，MnSO4·H2O 1.6-2.2mg/L，余量为水，pH值自然。
所述步骤（2）中，包埋材料的成分为聚乙烯醇4%，海藻酸钠3%，硅藻土0.2%， Fe3O4纳米颗粒0.3%，活性炭0.2%。
所述步骤（3）中，诱导培养基的成分为：蔗糖12-16g/L，豆粕粉5.1-5.5g/L，尿素3.3-3.8g/L，NaCl 3.6-4.0g/L，KH2PO4 1.3-1.7g/L，MgSO4·7H2O0.7-0.8g/L，谷胱甘肽14-18mg/L，柠檬酸钠 6.5-7.5mg/L，硝普钠48-52μmol/L，甜菜碱1.6-2.0mg/L，黄腐酸0.24-0.28g/L，康多酚0.1-0.2mg/L，pH值自然。
所述步骤（3）中，间歇通气是指在培养的第12h、24h、36h通入高纯氢气，通气量为充满整个三颈烧瓶。
所述步骤（4）中，驯化反应器应附设进料系统、曝气系统和温控系统，加入的固定化微生物凝胶球与养殖废水的体积比为1:3-1:5。
本发明产生的有益效果主要包括以下几个方面：
1）本发明根据不同微生物降解效率以及降解底物的差异构建出多种微生物共生体系，粪产碱杆菌、施氏假单胞菌、凝结芽胞杆菌能够有效降解废水中的有机物和含氮污染物，皮特不动杆菌能够有效降解废水中的含磷污染物，产黄青霉本身就对重金属离子具有耐受性和抵抗性，并且可以吸附溶解废水中的重金属，这些微生物能够分工协作，互利共生，从而实现对畜禽养殖废水的有效降解。
2）本发明采用复合包埋材料对微生物进行固定，聚乙烯醇和海藻酸钠作为载体，硅藻土、豆粕粉、Fe3O4纳米颗粒、活性炭作为添加剂，硼酸和氯化钙作为交联剂，在合适的配比下制备出固定化微生物凝胶球，具有性能稳定、强度高、寿命长、传质阻力小的优点，形成的微环境对外界侵害具有良好的屏蔽作用，能提高微生物对环境的耐受性。
3）本发明通过固定化微生物诱导培养和驯化培养进一步提高固定化微生物对养殖废水的抵抗性和耐受性，诱导培养阶段通入氢气并结合特定的诱导培养基，均可以增强微生物抗氧化能力，提高微生物抗逆性，驯化培养阶段使微生物逐渐适应了废水环境，微生物生长达到较好的状态，从而使微生物具有更好的降解性能。
4）本发明在SBR间歇好氧处理系统的反应器中投入固定化微生物，大大提高了畜禽养殖废水中有机物、总氮、总磷以及重金属污染物的降解率，达到了良好的废水降解效果。固定化微生物在使用周期内稳定性较高，还可以多次利用，从而提高处理效率，降低处理成本。
附图说明
图1固定化微生物投入量对废水降解效果的影响；
图2温度对废水降解效果的影响；
图3运行周期对废水降解效果的影响。
具体实施方式
以下结合实施例描述本发明固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，应该明白的是，这些描述仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
以下实施例中所用菌种：粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis），保藏编号BNCC189345，施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri ），保藏编号BNCC209988，凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans），保藏编号BNCC220722，均购于苏州北纳创联生物技术有限公司；皮特不动杆菌（Acinetobacter pittii），保藏编号CICC10526，产黄青霉（Penicillium chrysogenum），保藏编号CICC40209，均购于中国工业微生物菌种保藏管理中心。
实施例1
（1）种子液的制备：采用平板涂布法将粪产碱杆菌、施氏假单胞菌和皮特不动杆菌的菌种接种于营养琼脂培养基上，30℃恒温培养48-72h，挑取在平板上生长良好的单菌落，无菌操作条件下接种到营养肉汤培养基中，于30℃、160r/min摇床振荡培养48h；同法将凝结芽孢杆菌的菌种接种于LB固体培养基上，35℃恒温培养48-72h，挑取在平板上生长良好的单菌落，无菌操作条件下接种到LB液体培养基中，于35℃、180r/min摇床振荡培养24h；
同法将产黄青霉的菌种接种于PDA培养基上，28℃恒温培养4-6d，用无菌生理盐水洗下孢子，振荡均匀，形成孢子悬浮液，按照5%的接种量接入PDB培养基中，于28℃、150r/min摇床振荡培养72h。
（2）微生物发酵液的制备：将粪产碱杆菌、施氏假单胞菌、凝结芽孢杆菌、皮特不动杆菌和产黄青霉的种子液按照3:3:2:2:5的比例混合，然后将混合种子液接入发酵培养基中（发酵培养基的成分为：麸皮26g/L，糖蜜14g/L，酵母粉5g/L，（NH4）2SO4 4g/L，NaCl 8.9g/L，KNO3 4.5g/L，K2HPO4 0.5g/L，KH2PO4 1.7g/L，MgSO4·7H2O1.3g/L，CaCl2 0.45g/L，CoCl2·6H2O 3.75mg/L，FeSO4·7H2O 5.4mg/L，MnSO4·H2O 1.9mg/L，余量为水，pH值自然），接种量为12%，发酵罐参数设置为装料系数55%，通气量1.0VVM，转速180r/min，温度30℃，发酵培养72h。
实施例2 包埋材料对固定化微生物凝胶球性能的影响
固定化微生物的制备：实施例1中微生物发酵液用转速为7500r/min的离心机离心15min收集菌体再重悬于蒸馏水中，然后与复合包埋材料以1:20的体积比充分混合，缓慢滴入饱和硼酸和3%氯化钙溶液中交联，形成固定化微生物凝胶球，放入4℃冰箱中固定24h，取出凝胶球用9%NaCl 溶液清洗后，再用蒸馏水洗涤2-3次。
传质性能测定：向250mL三角瓶中加入100mL的基础盐培养基，将固定化微生物凝胶球加入其中，再加入4-5滴红墨水，隔一段时间取出，用清水冲洗干净，并观察凝胶球剖面的变色范围。传质性能由凝胶球变色的范围间接反映，越靠近中心，传质性能越好。
机械强度测定：向50mL三角瓶中加入20mL的基础盐培养基，将100个凝胶球放入基础盐培养基中，并加入20个玻璃珠，于30℃、180r/min摇床振荡培养，7d后取出凝胶球，观察破损情况，统计破损率，从而判断凝胶球的机械强度。
1、聚乙烯醇与海藻酸钠的配比对凝胶球传质性能和机械强度的影响
复合包埋材料中聚乙烯醇和海藻酸钠的总浓度为7%不变，将两者的配比设置为2:5、3:4、4:3、5:2、6:1，并分别添加硅藻土0.2%，Fe3O4纳米颗粒0.3%，活性炭0.2%，观察并测定凝胶球传质性能和机械强度，结果如表1所示。
从表1可知，当聚乙烯醇与海藻酸钠的配比为4:3时，即聚乙烯醇浓度为4%，海藻酸钠浓度为3%时，凝胶球的传质性能较好，且破损率也较低，即机械强度较好。聚乙烯醇和海藻酸钠是固定化技术的主要包埋材料，聚乙烯醇是有机合成高分子材料，具有较好的机械强度，但传质性能较弱；海藻酸钠是天然高分子材料，具有较好的传质性能，但机械强度不佳，容易被微生物降解，因此选择合适的配比将聚乙烯醇和海藻酸钠混合，作为固定化微生物的包埋载体具有更好效果。
2、复合包埋材料中添加剂对凝胶球传质性能和机械强度的影响
复合包埋材料一组为聚乙烯醇4%，海藻酸钠3%，不含添加剂；另一组为聚乙烯醇4%，海藻酸钠3%，硅藻土0.2%，Fe3O4纳米颗粒0.3%，活性炭0.2%，观察并测定凝胶球传质性能和机械强度，结果如表2所示。
从表2可知，含有添加剂的凝胶球比不含添加剂的传质性能更好，而两者的破损率没有显著差异。硅藻土、Fe3O4纳米颗粒和活性炭都是多孔材料，具有较大的比表面积，又有很强的吸附能力，添加合适的量可以提高传质性能，同时又不影响机械强度。
实施例3
使用实施例2中最佳复合包埋材料制备固定化微生物凝胶球，按照本发明的技术方案对江苏省连云港市某畜禽养殖废水处理中心收集的废水进行小试处理，该废水前期已经过沉淀和厌氧处理，试验包括以下步骤：
（1）固定化微生物诱导培养：把制备好的固定化微生物凝胶球装入三颈烧瓶中，加入占烧瓶体积40%的诱导培养基（成分为：蔗糖14g/L，蛋白胨5.3g/L，尿素 3.6g/L，NaCl3.8g/L，KH2PO4 1.5g/L，MgSO4·7H2O0.75g/L，谷胱甘肽16mg/L，柠檬酸钠 7.0mg/L，硝普钠50μmol/L，甜菜碱1.8mg/L，黄腐酸0.26g/L，康多酚0.15mg/L，pH值自然），通入净化空气在温度30℃的条件下培养48h，在培养的第12h、24h、36h通入高纯氢气，通气量为充满整个三颈烧瓶。
（2）驯化培养：向驯化反应器中加入一定量的废水，驯化反应器应附设进料系统、曝气系统和温控系统，并加入经过诱导培养的固定化微生物凝胶球，加入的固定化微生物凝胶球与养殖废水的体积比为1:4，驯化反应器曝气量设置为保持水中溶解氧含量在3.0mg/L，驯化时间为42h，驯化温度为30℃。
（3）养殖废水处理：将驯化好的固定化微生物凝胶球投入SBR间歇好氧处理系统的反应器中，反应器有效体积为300L，投入量为20%即60L，水力停留时间为3天，运行时温度设置为25-35℃，运行周期设置为12h，运行程序设置为进水30min，曝气反应8h，静置3h，出水30min；运行前对进水口废水进行相关指标测定，测得COD 1579mg/L，TN 512mg/L，TP136mg/L，Cu2+ 9.78mg/L，Zn2+ 5.30mg/L，运行后对出水进行同样指标测定。
化学需氧量（COD）测定：快速消解分光光度法；总氮（TN）浓度测定：水杨酸分光光度法；总磷（TP）浓度测定：钼酸铵分光光度法；Cu2+浓度测定：原子吸收分光光度法。
实施例4诱导培养对废水降解效果的影响
本实施例进行三组试验，第一组为固定化微生物不进行诱导培养，即取消实施例3步骤（1），其它与实施例3相同；第二组为诱导培养时不通入高纯氢气，其它与实施例3相同；第三组为将诱导培养基替换成只添加蔗糖14g/L，蛋白胨5.3g/L，尿素3.6g/L，NaCl 3.8g/L，KH2PO4 1.5g/L，MgSO4·7H2O0.75g/L的基础培养基，其它与实施例3相同；分别对每组处的出水进行相关指标测定，计算出COD、TN、TP、Cu2+的降解率，结果如表3所示。
分析表3的数据，实施例3即采用本发明的固定化微生物诱导培养方法，废水中各项指标的降解率均达到最高，说明对废水的降解效果最好。本发明的诱导培养采用间歇性通入高纯氢气的方法，氢气是一种气体信号分子，具有多种生物学效应，可以参与调控微生物的生长代谢过程，提高微生物对生物胁迫和非生物胁迫的耐受性；本发明的诱导培养基添加了硝普钠作为一氧化氮供体，一氧化氮也是一种气体信号分子，具有多种生物学效应，低浓度的一氧化氮对微生物抵抗外界恶劣环境、促进微生物生长代谢等方面都有重要作用，而谷胱甘肽、柠檬酸钠、甜菜碱、黄腐酸、康多酚都具有增强微生物抗氧化性、提高微生物抗逆性的作用。因此固定化微生物经过诱导培养后，对废水的抵抗性和耐受性显著提高，能发挥出更好的降解性能。
实施例5驯化培养对废水降解效果的影响
本实施例取消实施例3步骤（2），将经过诱导培养的固定化微生物凝胶球直接投入SBR间歇好氧处理系统的反应器中，其它与实施例3相同，对出水进行相关指标测定，计算出COD、TN、TP、Cu2+的降解率，结果如表4所示。
分析表4的数据，与未经驯化培养相比，驯化培养后固定化微生物对废水中各项指标的降解率有了显著提高，说明驯化培养对废水的降解能产生有益效果。驯化培养可以使微生物逐渐适应废水环境，并且使微生物生长达到较好的状态，从而使固定化微生物发挥出更好的降解性能。
实施例6固定化微生物投入量对废水降解效果的影响
本实施例将实施例3步骤（3）中固定化微生物凝胶球的投入量设置为10%、15%、20%、25%、30%，其它与实施例3相同，分别对出水进行相关指标测定，计算出COD、TN、TP、Cu2+的降解率，结果如图1所示。
从图1可知，当固定化微生物投入量逐渐增大时，废水中COD、TN、TP、Cu2+和Zn2+的降解率也随之提高，在投入量为20%时已经达到较高水平，继续增大投入量，废水中各项指标的降解率没有明显提高，从成本考虑，选择20%固定化微生物投入量。
实施例7温度对废水降解效果的影响
本实施例将实施例3步骤（3）中运行时温度设置为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃，其它与实施例3相同，分别对出水进行相关指标测定，计算出COD、TN、TP、Cu2+的降解率，结果如图2所示。
从图2可知，在25-35℃范围内，废水中COD、TN、TP、Cu2+的降解率都处于较高水平，在30℃各项指标的降解率最高，废水降解效果最好。温度是微生物的重要生存因子，温度的变化会影响微生物的生长及代谢速率，而固定化载体可以给微生物提供相对稳定的环境，使其受温度改变的影响较小，从而使固定化微生物适应温度变化的能力较强。
实施例8运行周期对废水降解效果的影响
本实施例按照实施例3的方法，将固定化微生物凝胶球投入SBR间歇好氧处理系统的反应器中，连续运行60个周期，在运行的第12、24、36、48、60个周期分别对出水进行相关指标测定，计算出COD、TN、TP、Cu2+的降解率，结果如图3所示。
从图3可知，在连续运行的60个周期中，废水中COD、TN、TP、Cu2+的降解率变化不显著，都处于较高水平，废水降解效果较好，说明固定化微生物在使用周期内稳定性较好，能保持较好的降解性能。
本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。
Claims (9)
1.一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
（1）微生物发酵液的制备：将粪产碱杆菌、施氏假单胞菌、凝结芽孢杆菌、皮特不动杆菌和产黄青霉的种子液按照3:3:2:2:5的比例混合，然后将混合种子液接入发酵培养基中，接种量为10-15%，发酵罐参数设置为装料系数50-60%，通气量0.8-1.2VVM，转速160-200r/min，温度28-32℃，发酵培养60-72h；
（2）固定化微生物的制备：微生物发酵液用转速为7500r/min的离心机离心15min收集菌体再重悬于蒸馏水中，然后与复合包埋材料以1:20的体积比充分混合，缓慢滴入饱和硼酸和3%氯化钙溶液中交联，形成固定化微生物凝胶球，放入4℃冰箱中固定24h，取出凝胶球用9%NaCl 溶液清洗后，再用蒸馏水洗涤2-3次备用；
（3）固定化微生物诱导培养：把制备好的固定化微生物凝胶球装入三颈烧瓶中，加入占烧瓶体积40%的诱导培养基，通入净化空气在温度28-32℃的条件下培养48h，在培养期间间歇性向烧瓶中通入高纯氢气；
（4）驯化培养：向驯化反应器中加入养殖废水，并加入经过诱导培养的固定化微生物凝胶球，驯化反应器曝气量设置为保持水中溶解氧含量在2.5-3.5mg/L，驯化时间为36-48h，驯化温度为28-32℃；
（5）养殖废水处理：将驯化好的固定化微生物凝胶球投入SBR间歇好氧处理系统的反应器中，投入量为反应器有效体积的20%，运行时温度设置为25-35℃，运行周期设置为12h，运行程序设置为进水30min，曝气反应8h，静置3h，出水30min，对处理后的养殖废水进行相关指标测定。
2.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（1）中，粪产碱杆菌、施氏假单胞菌和皮特不动杆菌种子液的培养方法为：采用平板涂布法将这三种微生物的菌种接种于营养琼脂培养基上，30℃恒温培养48-72h，挑取在平板上生长良好的单菌落，无菌操作条件下接种到营养肉汤培养基中，于30℃、160r/min摇床振荡培养48h。
3.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（1）中，凝结芽孢杆菌种子液的培养方法为：采用平板涂布法将凝结芽孢杆菌的菌种接种于LB固体培养基上，35℃恒温培养48-72h，挑取在平板上生长良好的单菌落，无菌操作条件下接种到LB液体培养基中，于35℃、180r/min摇床振荡培养24h。
4.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（1）中，产黄青霉种子液的培养方法为：采用平板涂布法将产黄青霉的菌种接种于PDA培养基上，28℃恒温培养4-6d，用无菌生理盐水洗下孢子，振荡均匀，形成孢子悬浮液，按照5%的接种量接入PDB培养基中，于28℃、150r/min摇床振荡培养72h。
5.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（1）中，发酵培养基的成分为：麸皮24-30g/L，糖蜜11-15g/L，酵母粉4-6g/L，（NH4）2SO4 3-5g/L，NaCl 8.5-9.3g/L，KNO3 4.3-4.7g/L，K2HPO4 0.4-0.6g/L，KH2PO4 1.5-1.9g/L，MgSO4·7H2O1.2-1.4g/L，CaCl2 0.4-0.5g/L，CoCl2·6H2O 3.5-4.0mg/L，FeSO4·7H2O 5.2-5.6mg/L，MnSO4·H2O 1.6-2.2mg/L，余量为水，pH值自然。
6.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（2）中，包埋材料的成分为聚乙烯醇4%，海藻酸钠3%，硅藻土0.2%， Fe3O4纳米颗粒0.3%，活性炭0.2%。
7.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（3）中，诱导培养基的成分为：蔗糖12-16g/L，豆粕粉5.1-5.5g/L，尿素 3.3-3.8g/L，NaCl 3.6-4.0g/L，KH2PO4 1.3-1.7g/L，MgSO4·7H2O0.7-0.8g/L，谷胱甘肽14-18mg/L，柠檬酸钠 6.5-7.5mg/L，硝普钠48-52μmol/L，甜菜碱1.6-2.0mg/L，黄腐酸0.24-0.28g/L，康多酚0.1-0.2mg/L，pH值自然。
8.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（3）中，间歇通气是指在培养的第12h、24h、36h通入高纯氢气，通气量为充满整个三颈烧瓶。
9.根据权利要求1所述的一种固定化微生物在畜禽养殖废水处理中的应用方法，其特征在于，步骤（4）中，驯化反应器应附设进料系统、曝气系统和温控系统，加入的固定化微生物凝胶球与养殖废水的体积比为1:3-1:5。
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